Sut Mae Dargludedd Thermol Cyfnewidydd Polypropylen (PP) yn Cymharu â PTFE mewn Gwasanaeth Asid Tymheredd Isel-?

PTFE yw brenin ymwrthedd cemegol ac felly gallai'r dewis rhagosodedig ar gyfer oeri llif o asid hydroclorig oer, gwanedig fod yn gyfnewidydd gwres PTFE. Ond mae PTFE yn costio llawer. Mae polypropylen (PP) yn un arall, sef plastig nwydd sy'n costio ffracsiwn cymaint ar gyfer y gwasanaeth tymheredd isel hwn, nad yw'n ocsideiddio. Mae yn yr un ystod isel araf ar gyfer dargludedd thermol, felly nid yw'n welliant thermol. Mae'r dewis o PP yn syml yn economaidd, gan aberthu ystod tymheredd eang ac amddiffyniad cemegol cyffredinol am gost gychwynnol sylweddol is.

Dargludedd Thermol: Cydweddiad Perffaith bron
Mae dargludedd thermol polypropylen (PP) ar dymheredd ystafell tua 0.2 W/m·K. Mae dargludedd thermol PTFE (polytetrafluoroethylene) ychydig yn uwch ar tua 0.25 W/m·K. Yn ymarferol, nid yw'r gwahaniaeth hwn o 20 y cant yn cael fawr o effaith yn y rhan fwyaf o gyfrifiadau maint cyfnewidydd gwres. Mae'r ddau yn ynysyddion thermol o'u cymharu â metelau (ee dur gwrthstaen ~15 W/m·K). Felly, bydd cyfnewidydd gwres PP angen tua'r un faint o arwynebedd trosglwyddo gwres ag uned PTFE ar gyfer yr un ddyletswydd, cyflymder hylif a thymheredd. Nid oes unrhyw reswm i ddewis PP dros PTFE, neu i'r gwrthwyneb, ar sail perfformiad thermol amrwd.

Mae casgliad terfynol cyfnewidydd PP vs PTFE dargludedd thermol astudiaeth asid tymheredd isel yn glir: nid yw detholiad yn arwain dargludedd thermol. Mae'r ddau ddeunydd yn perthyn i'r un dosbarth dargludedd isel ac nid yw unrhyw newidiadau dylunio yn arwyddocaol.

Pam PP? Yr Achos Economaidd
Mantais fawr polypropylen yw ei fod yn rhad. Mae PP yn thermoplastig nwyddau a gynhyrchir mewn symiau mawr. Mae costau deunydd crai fel arfer 5-10 gwaith yn is na PTFE. Hefyd mae dulliau gwneuthuriad rhatach fel weldio nwy poeth, allwthio a mowldio chwistrellu ar gael o gymharu â mowldio sintro a chywasgu arbenigol PTFE. Gwneir cragen-a-tiwb neu goil-cyfnewidydd gwres math PP am chwarter cost dyfais PTFE o'r un maint. Gall yr arbediad cost hwn fod yn fawr ar gyfer gwasanaeth asid nad yw'n ymosodol ar dymheredd isel.

Ymwrthedd i Tymheredd a Chemegau: Terfynau PP
Mae PP yn ddeniadol yn economaidd ond mae ganddo ffenestr weithio gyfyng. Dim ond ar dymheredd hyd at tua 80 gradd (176 gradd F) y gellir defnyddio polypropylen yn barhaus. Ar dymheredd uwch na'r PP hwn mae'n dod yn feddal, ac yn colli ei gryfder mecanyddol ac yn dechrau cropian o dan bwysau. I'r gwrthwyneb, gall PTFE redeg yn barhaus ar 200 gradd (392 gradd F) ac yn ysbeidiol hyd at 260 gradd. Mae'r cyfyngiad hwn yn dderbyniol mewn gwasanaeth asid tymheredd isel (hy o dan 60 gradd); serch hynny, gallai unrhyw gynhyrfu proses neu lanhau stêm fod yn fwy na'r terfyn PP .

O safbwynt cemegol, mae PP yn gallu gwrthsefyll llawer o asidau gwanedig, seiliau a hydoddiannau halen dyfrllyd. Mae asidau ocsideiddio pwerus yn effeithio arno, fel asid nitrig crynodedig, asid sylffwrig uwchlaw 70% ac asid cromig. Mae hefyd yn ehangu neu'n hydoddi mewn llawer o doddyddion organig ee hydrocarbonau aromatig, toddyddion clorinedig a chetonau. Fodd bynnag, mae PTFE yn gallu gwrthsefyll bron pob sylwedd ac eithrio metelau alcali tawdd a fflworin elfennol ar dymheredd uchel. Felly mae PP yn arbenigwr ar gyfer asidau oer, glân, nad ydynt yn ocsideiddio (ee HCl gwanedig, H 2 SO 4 , gwanedig, asid asetig). PTFE yw'r imiwnedd cyffredinol, tymheredd uchel ac yn ddiogel i bawb.

Ystyriaethau Technegol Pellach
Brittleness a sensitifrwydd UV
Nid yw polypropylen yn gallu gwrthsefyll golau uwchfioled (UV). Os yw'r cyfnewidydd wedi'i leoli yn yr awyr agored neu mewn ardal sydd wedi'i goleuo'n fawr, mae amlygiad UV yn achosi ocsidiad llun a all arwain at gracio arwyneb a cholli cryfder trawiad. Dylid diogelu cyfnewidwyr PP neu eu chwistrellu â haenau sy'n gwrthsefyll UV i'w defnyddio yn yr awyr agored. Mae PTFE yn gwrthsefyll UV yn naturiol ac ni fydd yn dirywio yn yr heulwen.

Ymwrthedd Tân
Mae PP yn sylwedd hylosg, gyda Mynegai Ocsigen Cyfyngol (LOI) tua 18%. Ar ôl ei danio, mae'n llosgi'n hawdd gyda mwg helaeth a rhediadau o bolymer tawdd. Mae materion diogelwch tân yn cynnwys chwistrellwyr, rhwystrau tân, a dosbarthiad ardal drydanol. Mae PTFE yn anfflamadwy gyda LOI o 95%, ni fydd yn cefnogi hylosgiad a bydd yn-diffodd ei hun pan fydd ffynhonnell y fflam yn cael ei thynnu. Mae hyn yn gwneud PTFE yn opsiwn mwy diogel mewn ardaloedd risg tân.

Cryfder mecanyddol ar dymheredd isel
Ar dymheredd isel (ee o dan 10 gradd), mae PP yn dod yn fwy brau, yn fwy agored i niwed trawiad o ffurfio morthwyl dŵr neu iâ. Mae PTFE yn gadarn ac yn hyblyg i dymheredd cryogenig (-200 gradd). Ar gyfer gwasanaethau asid oer fel dŵr oer neu heli wedi'i oeri, rhaid amddiffyn cyfnewidwyr PP yn ofalus rhag sioc fecanyddol.

Canllawiau Dethol Dewis y Deunydd Cywir ar gyfer y Gwasanaeth
Nid dewis thermol yw'r dewis o gyfnewidydd PP neu PTFE ar gyfer asid tymheredd isel, ond dim ond dewis cydnawsedd economaidd a chemegol. Pryd i ddefnyddio PP:

Mae'r asid yn wanedig, heb fod yn ocsideiddio ac yn lân (HCl < 20%, H2SO4 < 50%, asid asetig).

Tymheredd gweithredu o dan 60 gradd (gydag ymyl diogelwch o dan 80 gradd).

Nid yw'n cynnwys unrhyw doddyddion organig nac ocsidyddion cryf.

Rhoddir y cyfnewidydd dan do neu mewn parth cysgodi UV.

Mae risg tân yn isel neu wedi'i reoli'n dda.

Isaf. Ffactor gyrru yw cost cyfalaf cychwynnol.

Defnyddiwch PTFE ar gyfer:

Mae'r asid yn boeth (uwchlaw 80 gradd), crynodedig neu ocsideiddio (ee nitrig, cromig neu sylffwrig poeth).

Toddyddion organig ymosodol yn yr hylif.

Gall cynhyrfu prosesau fod yn uwch na therfyn tymheredd PP yn fyr.

Mae diogelwch tân neu amlygiad UV yn bryder.

Mae bywyd gwasanaeth hir a chynnal a chadw isel yn cyfiawnhau'r gost gychwynnol gynyddol.

Y ceffyl gwaith rhad, di-lol ar gyfer yr asid oer, tyner yw polypropylen. Y rhyfelwr anorchfygol uchel ar gyfer y cemeg poethach, gwylltach a mwy anrhagweladwy yw PTFE. Nid yw'r naill na'r llall bob amser yn well, mae'r penderfyniad cywir yn dibynnu'n llwyr ar amlen y broses.

Casgliad: nid dargludedd thermol yw'r ffactor penderfynu
Mewn cymhwysiad asid tymheredd isel, mae dargludedd thermol PP a PTFE mor agos fel bod maint a pherfformiad y cyfnewidydd gwres bron yn gymaradwy. Felly mae'n dibynnu ar gydnawsedd cemegol, cyfyngiadau tymheredd, diogelwch a chost. Mae PP yn darparu arbedion cost sylweddol a gwasanaeth dibynadwy ar gyfer gwasanaeth asid oer ysgafn wedi'i ddiffinio'n dda. Ni all unrhyw blastig arall gyfateb i wrthwynebiad PTFE i unrhyw gemegyn anodd, gwresogi neu ymosodol a dyna pam ei fod yn costio mwy. Y deunydd gorau ar gyfer y swydd yw'r un mwyaf darbodus y gellir dibynnu arno-ac ar gyfer-asidau tymheredd isel, nad ydynt yn ocsideiddio, mae'n ddigon posibl mai polypropylen yw'r deunydd hwnnw.